1.课题来源与背景： 课题类型为广东省农业科学院创新基金项目，课题来源单位为广东省农业科学院，课题名称为锰改性生物炭对水稻吸收砷的阻控效应及其机理，课题编号201802。 目前，国内外对锰改性生物炭影响水稻土砷转化及水稻砷吸收的研究少见报道，其吸附和氧化作用对水稻土中砷不同形态的转化有哪些作用、对如何阻控水稻对不同形态砷的吸收、水稻不同组织不同形态砷的分配等问题尚不明确。锰氧化物是土壤重金属的重要吸附剂和氧化剂，利用锰氧化物改性生物炭对镉、铜、铅的固定效果好于其他常见改性方法，锰改性生物炭修复砷污染土壤具有以下优点：①增强生物炭对砷的吸附性能；②能将As(III)氧化成毒性大幅降低的As(V)；③防止过量锰的溶出；④锰氧化物成本低廉，可操作性强。

    2.研究目的与意义： 随着我国工业化进程加速推进，农田土壤重金属污染情况也日益加剧。据国家环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示，砷是我国土壤主要的无机污染物之一，砷的点位超标率达2.7%。此外，我国表层土壤中砷的背景含量高，是世界土壤砷平均含量（5 mg /kg）的2倍多。水稻土在水淹厌氧条件下的有效砷含量更高，由于水稻比其他粮食作为更易吸收砷，砷浓度达到0.8 mg/L以上时能显著抑制水稻生长发育，砷超标已成为水稻种植中关注的中心问题之一，严重影响我国的食品安全，因此，阻控农作物对砷的吸收积累十分必要。 为此，本项目采用盆栽实验探讨锰改性生物炭对水稻根-土界面砷的生物有效性的影响，明确锰改性生物炭对水稻砷吸收和分配的影响机理，为砷污染土壤的修复提供应用基础，为锰改性生物炭的应用提供理论基础，对降低水稻中砷的含量和保障食品安全具有重要意义。

    3.主要论点与论据： （1）土壤中添加2%的锰改性生物炭，砷的吸附能力显著提高，对三价砷（As(Ⅲ)）最大吸附量（Qm）为1193.9 mg·kg−1，是土壤的最大吸附量（524.1 mg·kg−1）的2.29倍，是添加2%生物炭的最大吸附量（454.1 mg·kg−1）的2.63倍；锰改性生物炭降低水稻土中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)含量，能将中度砷污染土壤中As(Ⅴ)含量降低至低度砷污染土壤水平。本研究明确了锰改性生物炭对土壤砷的有效性和形态转化的影响规律，为锰改性生物炭阻控水稻砷吸收的机理研究奠定基础。 （2）锰改性生物炭利于根表锰膜的形成，显著降低根表总砷含量；锰改性生物炭促进水稻根系更多地吸收As(Ⅴ)；锰改性生物炭显著降低水稻根、茎、叶中As(Ⅲ)含量，砷总量降低的同时相对提高水稻As(Ⅴ)含量。本研究探讨了锰改性生物炭阻控水稻砷吸收的机理，为锰改性生物炭在轻中度砷污染水稻种植区的治理修复应用提供科学依据。

    4.创见与创新： 本项目以水稻土为材料，采用水淹厌氧这一提高砷有效性和毒性的条件，首次明确锰改性生物炭在水淹条件下，对土壤砷的吸附和氧化作用及其影响水稻砷吸收的关键。从砷各个形态转化的角度分析水稻对砷的吸收，探讨了锰改性生物炭对土壤砷形态和水稻吸收不同形态砷的影响，进一步准确的反映锰改性生物炭的吸附固定和氧化作用，从而深入揭示阻控机理。

    5.社会经济效益，存在的问题： 本项目的实施为锰改性生物炭在土壤修复和稻米安全生产中的应用提供了理论基础。 首先，锰改性生物炭改良土壤、阻控水稻对砷的吸收，将毒性最高的砷（III）转化成较低的砷（V），减少耕地恶化和稻米污染的社会问题，在实践上为重金属污染控制和水稻的安全生产提供理论指导，对提高耕地资源、氮肥利用率的同时保障农产品质量安全有重要意义，也为地方政府水稻安全生产技术推广提供参考依据，有利于保障本地区的农产品质量安全水平、人民身体健康及提升政府公信力。 其次，施用锰改性生物炭提高稻米质量安全水平，并且提高稻米的产量，增加农民收入，具有一定的经济效益。 再次，项目成果为治理修复重金属污染土壤提供了新的方法，为我国大量的农业废弃物的利用提供了广阔前景，推动生物炭产业的发展，汇碳减排，减少温室气体产生，促进生态文明。

    6.历年获奖情况： 无。